浅析路基挖方粉沙土的利用

2017-12-23梁河芬宁夏交通科学研究所

大陆桥视野 2017年10期

关键词：挖方沙土含水量

梁河芬 / 宁夏交通科学研究所

浅析路基挖方粉沙土的利用

梁河芬 / 宁夏交通科学研究所

在路基施工过程中，一些特殊路段遇到路基挖方段的土质为粉沙性土的问题，往往因为这种土的性质不利于直接填筑路基，施工方会废弃，设计方会变更为借方，通过分析粉沙性土的性质及其工程特性，改善施工工艺和检测方法，改进了粉沙土在路基挖方中的利用。

粉沙土；路基挖方施工

在公路设计和施工中，经常会遇到路基挖方段的土质为粉沙性土的问题。按照路基设计中的填挖平衡原则，挖方段的土方要作为利用方进行调配使用。但在实际施工中，会出现施工方提出其土质达不到规范的相关要求而废弃；理由一是粉沙土无法碾压，理由二是其CBR达不到规范要求；从而建设、设计方有时对这种情况承认而予以变更为借方；有时在设计审查阶段为避免施工时变更干脆将此种土质直接定为废方。在我们今后的公路建设中仍会遇到类似情况。因此，研究粉沙性土的利用，对工程质量，工程进度，节约投资都具有十分重要的意义。

从路基施工技术规范上讲，到底粉沙性土到底能不能填筑路基，不能一概而论。施工方提出粉沙性土利用的理由一是无法碾压的观点是不成立的，只能粉沙性土比砾类土压实困难些，但要在压实工艺上改进解决；理由二其CBR达不到规范要求，也不能完全成立。一般的CBR按照交通部＜＜公路工程路基施工规范＞＞路基填料的强度指标要求高速，一、二级。

一、粉沙土的工程特性

1.粉沙土的物理特性。

通过大量的试验结果表明，粉沙土的颗粒很细（细度模数为1.28，不均匀系数1.31），主要分布在0.5mm—0.063mm；粉粘粒含量很少，表明无粘性（内聚力基本为零），松散性强，级配差，保水性差，但水稳性好，比重平均为2.67kg/cm3，塑性指数接近为零，渗透系数R=1.5×10-3cm/s。

2.粉沙土的击实性及其性质。

粉沙土属无粘性范围，它与一般土质有些不同，当土处于风干状态（含水较少）时，由于少量水的润滑作用，土粒间的阻力较小，故易于移动而压实，但当含水情况稍湿时，由于具有微弱的毛细水连接。土粒间移动受阻较大，相对不宜被挤紧压实，干密度不大，相对较小，当含水量较多时（一般为饱和度60%左右）。土中毛细连接消失，空隙中的水起润滑作用，又不多占空隙，冲击或压实时不消耗动能，土粒易于移动，能使土得到较大的干密度。对于透水性较强的沙性土，饱和度大时，由于排水迅速，仍能得到较高的干密度。因此，风积沙根据其所处的地理位置、自然环境及其形成条件不同，其最大干密度也不同。当然，对于透水性较弱的，在饱和度较大时，由于受冲击后空隙中的水排出不畅，产生一定的空隙水压力，而消耗部分动能，故干密度有所降低。因此，对于透水性较弱的沙性土，要选择合适的机械类型，在合适的含水量时碾压。

根据实践经验表明，粉沙土在干燥及饱和状态下的沉降随施荷时间增加虽有所增大，但增幅很小，绝大部分沉降（占92%以上）发生在加荷瞬间，无论是干燥还是饱和状态，总沉降量均很小，最大不超过0.21%，这也表明粉沙土有很好的水稳性。因此，粉沙土亦同样适宜在干燥状态下压实。

二、最大干密度的确定及最佳含水量的选择

1.最大干密度的确定及选择。

将一般标准击实曲线图和风积沙标准击实曲线图进行对照，一般标准击实曲线图呈抛物线形状，既有一个峰值，对应一个含水量，称之为最大干密度和最佳含水量。而风积沙标准击实曲线图部分呈反余弦形；有两个峰值，对应两个含水量。第一个峰值出现在风干状态（含水较少时）；第二个峰值一般出现在饱和度为60%左右（含水较多时），且随着含水量的增加曲线缓慢下降，下降的速度与沙性土本身的透水性有关。因此，针对两个峰值，试验人员在第一次遇到此种情况时感到迷惑不解。其实经过多次的试验得知：两个峰值最大干密度基本一样，只是含水率不同，并不影响最大干密度的确定。但图上找抛物线顶点（最大干密度）会出现一些误差，即顶点不是绝对的顶点，还有出现两个峰值的顶点也不可能完全绝对一样；但就这一点误差可能会影响到压实度的结果；另外，还有一种情况就是当时压实后压实度能达到要求，而放置一段时间风干失水后压实度达不到要求，这种情况在实际检测中经常会遇到，其原因是因为失水后土颗粒之间的粘聚力失去及太阳照射温度升高等而造成土的微小膨胀，体积增大，重量不变，干密度减小，因而影响到压实度不够。因此，因沙性土的特殊性，所以也有人建议采用相对密度Dr作为沙土密实标准作为路基压实控制指标。因此，当我们采用最大干密度标准控制质量时，其最大干密度在确定和选择时应特别谨慎，否则，会出现实际压实达到要求而检测计算出的压实度只差很小而压实度不够的结果。

2.含水量的选择最大干密度确定以后，最佳含水量也就也就确定了。一个是干燥状态，一个是最佳含水量状态。